1. 셀 파우치 (Pouch Cell)

리튬이온 배터리 형태 중 하나로 파우치형 배터리(Pouch Cell)를 구성하는 외장재(케이스)를 의미합니다.

배터리 셀을 담는 주머니 형태의 포장재로서 알루미늄 라미네이트 필름(Al-laminated film)을 외장재로 사용하는 얇고 유연한 배터리 구조를 말합니다.

 

2. 구조(Structure)

1) 양극(Cathode) – NCM, NCA, LFP 등

2) 음극(Anode) – 흑연, 실리콘 복합재

3) 분리막(Separator) – PE/PP 다층 구조

4) 전해질(Electrolyte) – 액체 전해질(LiPF₆ 기반)

5) 파우치 필름(Pouch Film)

    - 외층: 나일론(PA)

    - 중간층: 알루미늄(AL)

    - 내층: CPP/PP Sealant
 

3.특징과 장점

특징/분류	내용	설명
외장재	알루미늄 라미네이트 필름	알루미늄박을 나일론, 폴리프로필렌 등의 고분자 필름으로 감싼 복합 필름을 사용
무게/밀도	경량화 및 고에너지 밀도	금속 케이스(원통형, 각형)를 사용하지 않아 무게가 가볍고, 내부 공간을 최대한 채워 부피당/중량당 에너지 밀도가 높음
디자인 유연성	설계 자유도 높음	정해진 모양 없이 다양한 크기와 형태로 제작이 가능하여, 전기차 내부 공간에 맞춰 배터리 팩을 최적화하는 데 유리합니다.
제조 방식	적층식 (Stacking)	내부 전극 소재(양극, 음극, 분리막)를 돌돌 마는 방식(원통형) 대신, 얇게 펴서 쌓는(적층)방식으로 제작되어 내부 공간 효음
안전성	셀 팽창(Swelling) 관리	내부 압력이 증가할 경우 단단한 캔 대신 필름이 부풀어 올라 폭발 위험을 줄이고 셀 팽창 여부를 육안으로 쉽게 확인 가능

4. 파우치 셀의 단점
1) 구조적 강도 약함 -  외부 충격에 취약, 모듈 또는 팩을 제작할 때 이를 보완할 수 있는 추가적인 보호 구조 필요

2) 복잡한 공정 - 규격화된 사이즈가 없어 제품마다 맞춤형 설계가 필요하며,

    밀봉(Sealing) 및 전해액 주입 등 제조 공정이 상대적으로 복잡하여 생산성이 낮고 단가가 높음

 

5. 셀 파우치 필름(Pouch Cell Film)

●  리튬이온 파우치형 배터리(Pouch Cell)에서 외장을 구성하는 필름으로, 배터리 내부의 양·음극과 전해질을 밀봉하고 보호하는 핵심 소재입니다.

일반적으로 3~4층 구조의 알루미늄 라미네이트 필름(Al-laminated film) 형태를 사용합니다.

 

● 셀 파우치 필름 구조 (3~4 Layer Typical)

1) 외층(Outer Layer) – Nylon / PET

PA(Nylon) 또는 고강도 PET : 내스크래치성 , 외부 충격 보호, 인쇄(Branding) 가능

 2) 중간층(Core Layer) – Aluminum foil

알루미늄(Al 30~40µm) - 수분·산소 완전 차단 (Barrier layer), 전해질 누설 방지, 기계적 강성 확보

 3) 내층(Inner Sealant Layer) – CPP / PP / Special Sealant

CPP 또는 특수 Sealant PP - 배터리 셀 접합·밀봉(Heat sealing), 전해질과의 화학적 안정성, 전해질로 인한 팽윤 방지

 

4) 추가 선택층(Optional)

- 접착층(Adhesive layer, Urethane 등)

- 코팅층(하드코팅, 내약품 코팅)

- 절연층(Insulation layer)

 

● 셀 파우치 필름의 핵심 특성
1) 차단성(Barrier)

    -수분 투과율(WVTR) 극저하

    -산소 투과율(O₂TR) 제로에 가까움
    -배터리 수명·안전성에 결정적

2) 내전해질성(Chemical Resistance)

    -LiPF₆ 기반 전해질과 반응하지 않아야 함

    -내부 가스 생성 억제

3) 기계적 강도(Mechanical Strength)

    -펑크 강도(Puncture strength) 중요

    -압력·변형·팽창(swelling)에 대한 내성

4) 히트실링 성능(Heat Sealability)

    -일정 온도에서 균일하게 밀봉되어야 전해질 누설을 방지